常用弹塑性材料模型-Read

1、常用弹塑性材料模型表列出了 ANSYS/LS-DYNA材料模型以及相应的 LS-DYNA命令ANSYS MaterialModelLS-DYNA CommandLS-DYNAMAT #ExampleIsotropic Elastic*MAT ELASTIC1YesBilinear IsotropicPlasticity*MAT_PLASTIC_KINEMA TIC3YesBilinear Kinematic*MAT PLASTIC KINEMA TIC3YesPlastic Kinematic*MAT PLASTIC KINEMA TIC3YesPiecewise LinearPlastici

2、ty*MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY24YesRigid*MAT RIGID20Yes7.2.1.1 各向同性弹性模型各向同性弹性模型。使用 MP 命令输入所需参数： MP，DENS密度MP，EX弹性模量MP，NUXY泊松比 此部分例题参看 B.2.1 ， Isotropic Elastic Example:High Carbon Steel 。B.2.1. Isotropic Elastic Example: High Carbon SteelMP,ex,1,210e9 ! PaMP,nuxy,1,.29 ! No unitsMP,dens,1,7850 !

3、kg/m 37.2.3.1 双线性各向同性模型使用两种斜率 （弹性和塑性） 来表示材料应力应变行为的经典双线性各向同性硬化模型 （与应变率无关） 。仅可在一个温度条件下定义应力应变特性。 （也有温度相关的本构模型； 参看 Temperature Dependent Bilinear Isotropic Model ）。用 MP命令输入弹性模量（ Exx）， 泊松比（ NUXY）和密度（ DENS），程序用 EX和 NUXY值计算体积模量（ K）。用 TB和 TBDATA 命令的 1和 2项输入屈服强度和切线模量：TB，BISOTBDATA，1， Y （屈服应力）TBDATA，2， Etan （

4、切线模量）Nickel Alloy例题参看 B.2.7,Bilinear Isotropic Plasticity ExampleB.2.7. Bilinear Isotropic Plasticity Example: Nickel AlloyMP,ex,1,180e9! PaMP,nuxy,1,.31! No units3MP,dens,1,8490 ! kg/m 3TB,BISO,1TBDA TA,1,900e6 ! Yield stress (Pa)TBDA TA,2,445e6 ! Tangent modulus (Pa) 7.2.3.5 双线性随动模型（与应变率无关）经典的双线性随

5、动硬化模型，用两个斜率（弹性和塑性）来表示材料 的应力应变特性。用 MP命令输入弹性模量（ Exx），密度（ DENS）和泊松比（ NUXY）。可以用 TB， BKIN和 TBDATA命令中的 1-2 项输入屈服强度和切线模量：TB，BKINTBDATA，1， Y （屈服应力）TBDATA，2， Etan （切线模量）例题参看 B.2.10 ， Bilinear Kinematic Plasticity Example： Titanium Alloy 。! Yield stress (Pa)B.2.10. Bilinear Kinematic Plasticity Example: Titan

6、ium AlloyMP,ex,1,100e9! PaMP,nuxy,1,.36! No unitsMP,dens,1,4650TB,BKIN,1! kg/m 3TBDA TA,1,70e6TBDA TA,2,112e6 ! Tangent modulus (Pa)7.2.3.6 塑性随动模型各向同性、随动硬化或各向同性和随动硬化的混合模型，与应变率相关，可考虑失效。 通过在 0（仅随动硬化）和 1（仅各向同性硬化）间调整硬化参数 来选择各向同性或随动 硬化。应变率用 Cowper-Symonds 模型来考虑，用与应变率有关的因数表示屈服应力，如下 所示：1PEP Peff )这里 0 初始屈服

7、应力，应变率， C 和 P-Cowper Symonds 为应变率参数。eff P有效塑性应变， EP 塑性硬化模量，由下式给出：EPEtanEE Etan应力应变特性只能在一个温度条件下给定。 用 MP命令输入弹性模量 （Exx），密度（ DENS） 和泊松比（ NUXY）。用 TB，PLAW，1 和 TBDATA命令中的 1-6 项输入屈服应力，切线斜率， 硬化参数，应变率参数 C 和 P 以及失效应变：如下所示，可以用 TB， PLAW，10 和 TBDATA命令中的 1-5 项定义其它参数。TB，PLAW，1TBDATA， 1， Y （屈服应力）TBDATA，2， Etan （切线模量

8、）TBDATA，3，（硬化参数）TBDATA，4， C（应变率参数）TBDATA，5，P（应变率参数）TBDATA，6， f （失效应变）例题参看 B.2.11 ， Plastic Kinematic Example： 1018 Steel 。B.2.11. Plastic Kinematic Example: 1018 SteelMP,ex,1,200e9 ! PaMP,nuxy,1,.27 ! No units3MP,dens,1,7865 ! kg/mTB,PLAW,1TBDA TA,1,310e6 ! Yield stress （Pa）TBDA TA,2,763e6 ! Tangent

9、 modulus （Pa）-1TBDA TA,4,40.0 ! C （s-1）TBDA TA,5,5.0 ! PTBDA TA,6,.75 ! Failure strain7.2.3.13 分段线性塑性模型多线性弹塑性材料模型， 可输入与应变率相关的应力应变曲线。 它是一个很常用的塑性 准则， 特别用于钢。 采用这个材料模型， 也可根据塑性应变定义失效。 采用 Cowper-Symbols 模型考虑应变率的影响，它与屈服应力的关系为：这里 有效应变率， C和 P应变率参数， 0 常应变率处的屈服应力， 而 fn（ ePff ） 是基于有效塑性应变的硬化函数。用 MP 命令输入弹性模量（ Exx

10、），密度 （DENS）和泊松比 （NUXY）。用 TB，PLAW，8 和 TBDATA命令的 1-7 项输入屈服应力、切线模量、失效的有效 真实塑性应变、应变率参数 C、应变率参数 P、定义有效全应力相对于有效塑性真应变的载 荷曲线 ID 以及定义应变率缩放的载荷曲线 ID 。TB,PLAW, 8TBDATA,1, y （屈服应力）TBDATA,2, Etan （切线模量）TBDATA,3, F （失效时的有效塑性真应变）TBDATA,4,C （应变率参数）TBDATA,5,P （应变率参数）TBDATA,6,LCID1 （定义全真应力相对于塑性真实应变的载荷曲线）TBDATA,7,LCID2

11、 （关于应变率缩放的载荷曲线）注 - 如果采用载荷曲线 LCID1，则用 TBDATA命令输入的屈服应力和切线模量将被忽略。 另外， 如果 C和 P 设为 0，则略去应变率影响。 如果使用 LCID2，用 TBDATA命令输入的应变 率参数 C和 P 将被覆盖。 只考虑真实应力和真实应变数据。 在数据曲线一节中讲述了此种类 型的例题。注 - 例题参看 B.2.16 ， Piecewise Linear Plasticity Example： High Carbon Steel 。B.2.16. Piecewise Linear Plasticity Example: High Carbon S

12、teelMP,ex,1,207e9! PaMP,nuxy,1,.30! No unitsMP,dens,1,7830TB,PLAW,8! kg/m 3TBDA TA,1,207e6 ! Yield stress (Pa)TBDA TA,3,.75! Failure strainTBDA TA,4,40.0! C (strain rate parameter)TBDA TA,5,5.0! P (strain rate parameter)TBDA TA,6, 1 *DIM,TruStran,5! LCID for true stress vs. true strain (see EDCURVE

13、below)*DIM,TruStres,5TruStran(1)=0,.08,.16,.4,.75TruStres(1)=207e6,250e6,275e6,290e6,3000e6EDCURVE,ADD, 1,TruStran (1),TruStres(1) 7.2.8.1 刚性体模型用 EDMP命令定义刚性体，例如，定义材料2 为刚性体，执行： EDMP，RIGIS， 2。用指定材料号定义的所有单元都认为是刚性体的一部分。 材料号以及单元的单元类型和实常数类 型号用来定义刚体的 PARTI D。这些 PART ID 用于定义刚性体的载荷和约束 （如第 4章所述， Loading ）。刚体内

14、的单元不必用连接性网格连接。 因此， 为了在模型中表示多个独立的刚性 体。必须定义多个刚体类型。但是，两个独立刚体不能共同使用一个节点。使用 EDMP命令的同时，必须用 MP命令定义刚体材料类型的杨氏模量 （ Ex），泊松比（NUXY） 和密度（ DENS）。必须指定实际的材料特性值，从而使程序能计算接触表面的刚度。基于此 原因， 在显动态分析中， 刚性体不要用不切实际的杨氏模量或密度， 刚体不能再变硬因为它 已是完全刚硬的。因为刚性体的质量中心的运动传递到节点上， 所以不能用 D 命令在刚体上施加约束。 刚 体的一个节点上的约束和初始速度将转换到物体的质心。 但是， 如果约束了多个节点， 就

15、很 难确定使用哪种约束。 要正确在刚体上施加约束， 使用 EDMP命令的平移（ VAL1）和转动（ VAL2） 约束参数域，表示如下：VAL1-平移约束参数（相对于整体笛卡尔坐标系）0 没有约束（缺省）1 约束 X 方向的位移2 约束 Y 方向的位移3 约束 Z 方向的位移4 约束 X 和 Y 方向的位移5 约束 Y 和 Z 方向的位移6 约束 Z 和 X 方向的位移7 约束 X，Y，Z 方向的位移VAL2-转动约束参数（相对于整体笛卡尔坐标系）0 没有约束（缺省）1 约束 X 方向的旋转2 约束 Y 方向的旋转3 约束 Z 方向的旋转4 约束 X， Y 方向的旋转5 约束 Y 和 Z 方向的旋转6 约束 Z 和 X 方向的旋转7 约束 X，Y和 Z 方向的旋转例如，命令 EDMP,IGID,2,7,7 将约束材料的刚体单